TEMA 3
POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO
Y POTENCIAL DE ACCIÓN
CÉLULAS EXCITABLES. TÉJIDOS
EXCITABLES.
1. Acumulan energía eléctrica
•
Potencial de Membrana (PM) mV.
2. Liberan Energía Eléctrica.
• Potencial de Acción (PA) mV
• Potenciales subumbrales mV
3. Conducen señales eléctricas
4. Se comunican entre sí
•Sinápsis eléctrica
•Sinápsis química
5. Integran señales y elaboran respuestas
adecuadas
Potencial de membrana
Las células tienen una diferencia de potencial en sus
membrana plasmáticas  potencial de membrana en
reposo (PMR).
El citoplasma es eléctricamente negativo frente al fluído
extracelular.
El PMR es necesario para la excitabilidad de neuronas,
músculo esquelético, músculo liso y el corazón. También
es importante en la función de otras células no excitables
como epiteliales ( órganos de los sentidos) o linfáticas.
PMR
Diferencia de potencial (voltaje)
entre el lado interno y externo de la
membrana plasmática.
Procesos contribuyen a generar el PMR:
1.-Difusión iónica ( crítico)
2.-El efecto de la bomba Na+,K+-ATPasa
Concentraciones Ionicas
mmol/L (mM)
Intracelular
Extracelular
Na+ = 10
K+ = 155
Ca++ = 0.0001
Na+ = 145
K+ = 4
Ca++ = 2
Cl - = 4
Prot - = 60
HCO3- = 8
Cl - = 100
Prot - = 15
HCO3- = 27
membrana
fosfolípido de membrana
Dada una diferencia de
concentración
y
una
membrana semipermeable,
se genera una diferencia
de potencial
El POTENCIAL DE
EQUILIBRIO se opone o
equilibra la tendencia de un
ión a difundir según la
diferencia de concentración.
POTENCIAL ELECTROQUIMICO DE LOS
IONES
Si no hay una diferencia de potencial
entre ambos lados de la membrana, X+
tenderá a ir de A a B lo mismo que si se
tratara de una partícula no cargada.
Se alcanza el equilibrio electroquímico
cuando la carga + del compartimento B
aumenta de tal modo que repele más
iones positivos.
Este equilibrio se debe a que:
- el gradiente de concentración provoca un movimiento del
ión X+ desde el compartimento más concentrado hacia el menos
- el gradiente eléctrico de tendencia opuesta que tiende a
detener la entrada de más iones X+
Ecuación de Nernst

Potencial de membrana que iguala el gradiente de difusión y
previene el movimiento neto de un ión
E =
RT Ln (Ci)
zF
(Ce)
E= diferencia de potencial en el equilibrio
R= constate de los gases
T= tª absoluta
Z = carga del ión
F= constante de Faraday
que simplificada para una temperatura fisiológica
y en logarítmos decimales se convierte en:
E =
58 Log (Ci)
z
(Ce)
En el potencial de equilibrio,
el flujo neto de iones a
través de la membrana es
cero.
Potencial de membrana
¿Porqué es negativo?
Los iones que son transportados activamente no están en equilibrio
electroquímico a ambos lados de la membrana:
Proteinas y fosfatos tienen carga negativa a un pH normal.
Estos aniones atraen cationes cargados positivamente que pueden
difundir a través de los canales celulares.
La membrana es más permeable al K+ que al Na+. 20 a 100 veces
más permeable al K+ Gradientes de concentración para Na+ y K+.

La bomba Na+/ K+ATPasa bombea 3 Na+ fuera por cada 2 K+ dentro.
La bomba de Na+/K+ genera negatividad adicional (5 a 20%).
Diferencia de carga a ambos lados de la membrana
Potencial de membrana
en reposo
Célula muscular
El electrodo interno registra una
diferencia de potencial de -90 mV
con respecto al electrodo externo. 
Pot de membrana en reposo
Si no hay influencias exteriores se
mantiene en -90 mV.
Potencial de membrana en una fibra
nerviosa
Pot de memb causado sólo por la
difusión de potasio
Pot de memb causado por K y Na
Pot de memb causado por K y Na y
el bombeo de estos iones por la bomba
Na/K
Cambios en el potencial de
membrana
Potencial local (electrotónico)
- Variable
- Pasivo
- No se propaga (se extingue rápidamente)
Potencial de acción
Siempre igual (“todo o nada”)
 Activo
 Se propaga sin cambios

Los Potenciales Lentos disminuyen a medida que se desplazan
 Si un estímulo no cambia el
potencial de membrana
llevándolo hacia valores
positivos, la señal muere y la
neurona no responde
disparando un PA.
 La cantidad de cambio del
potencial de membrana
necesario para generar un
potencial de acción es el
potencial umbral.
POTENCIAL LOCAL (ELECTROTÓNICO)
POTENCIAL ELÉCTRICO
Umbral
1 ms
0 mV
-70 mV
TIEMPO
POTENCIAL DE ACCIÓN
Potencial de acción: cambio
rápido en el PMR y retorno a
la situación inicial
PA permite en células
excitables: transportar
señales
Potencial de acción
+50
mV
umbral
0
Depolarización
Repolarización
-90 mV hacia 0 mV
(0 mV hacia -90 mV)
-50
Hiperpolarización
(potencial se vuelve más negativo que PMR)
-100
0
1
2
msec
Bases iónicas del potencial de acción
Los PA son causados por la apertura de canales para Na+ y K+
REPOSO: cerrado,
pero disponible para
su apertura por
estímulos químicos o
eléctricos.
 ACTIVO: abierto,
permite el paso de
una corriente iónica.
 INACTIVO: cerrado,
y NO disponible para
su apertura

POTENCIAL DE ACCIÓN
1. Potencial de membrana en reposo
2. Estimulo depolarizante
apertura canales Na+
Dependientes
3. Entrada
rápida
depolarización
4. Cierre canales
Canales K+
5. Salida
de
hiperpolarización
umbral:
Voltaje-
de
Na+,
Na+:
apertura
iones
K+:
6. Canales de K+ siguen abiertos,
iones K+ siguen saliendo (periodo
refractario absoluto y relativo)
POTENCIAL DE MEMBRANA
7. Vuelta a potencial en reposo
Período refractario
Período durante el cual es imposible generar
otro potencial de acción y coincide con la primera parte del PA
Absoluto
Relativo
Un gran número de canales de Na+ son
inactivados y no pueden volver a abrirse
hasta que la membrana se repolariza
Período refractario relativo. Durante la
última parte del potencial de acción la cél
es capaz de disparar un nuevo potencial
pero se necesita un estímulo mayor de lo
normal. La conductancia al K+ está
aumentada.
CONDUCTANCIA PARA EL SODIO-VOLTAJE DEPENDIENTE = PA
UMBRAL - 40mV APROX.
APERTURA DE CANALES DE SODIO
ENTRADA MASIVA DE SODIO A CÉLULA
+35mV
DESPOLARIZACIÓN
0mV
SE ABREN MÁS CANALES DE SODIO
EL POTENCIAL TIENDE AL PUNTO DE
EQUILIBRIO DEL Na+
¿Cómo termina este
feed-back positivo?
-40mV
60mV
Conductancia Na+ ConductanciaK+
Tiempo en ms
Por inactivación de la
conductancia para el
Na+
Conducción del potencial de acción
 Los PA y respuestas subumbrales
se propagan por flujos de
corriente locales
 El mecanismo de conducción es
conocido como conducción
electrotónica.
Se abren canales de Na+
dep. de voltaje y
el Na + entra en la cel
Se produce un
potencial por encima
de umbral
La entrada de Na+
despolariza la membrana
que abre más canales de
Na +
Las cargas positivas fluyen a
zonas adyacentes de la membrana
por flujos de corriente local
Región
refractaria
La zona despolarizada primero está
en período refractario. Los canales
de K+ se han abierto y los de Na
están cerrados. Sale K+ del
citoplasma, se repolariza la
membrana
Región
activa
Región
inactiva
En las partes distales, la corriente
local de la región activa causa
despolarización de nuevas zonas
de la membrana.
Propagación del potencial de
acción
El PA conduce el impulso sin decremento para ello el PA se regenera a lo largo de la fibra y se
dice que es propagado además de conducido.
Cuando un área del axón
alcanza el umbral, el influjo
de Na+ y la generación del
PA se repetirá una y otra vez
en una dirección en cada
segmento de la membrana a
lo largo de la célula
excitable.
El tamaño y la forma del PA permanece invariable, sólo se permiten variaciones en la
frecuencia de disparo para transmitir señales a lo largo de la fibra. La máx. frecuencia está
limitada por la duración del período refractario absoluto(≈1 msec) a aprox. 1000 impulses/sec
en nervios grandes.
Velocidad de conducción
Variables de las que depende la velocidad de conducción:
• Diámetro de la fibraFibras más grandes en diámetro tienen
velocidades mayores. Esto es debido a un descenso en la
resistencia a la conducción según aumenta el radio ( del que
depende el área de sección)
• Grado de mielinización
Mielinizadas mayor velocidad
Efecto de la mielinización en la velocidad de
conducción
Mielina vueltas de la membrana
plasmática de las células deI Schwann que
se enrrollan alrededor de los axones
nerviosos ( mas de 100 capas de membrana
plasmática) .
 Nodos de Ranvier: interrupciones cada 12mm, se corresponden con los espacios entre
dos cél de schwann.
Velocidad de conducción
Na+
Na+
mielina
Na+
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